近年来,随着存储需求的不断扩张以及存储成本的居高不下,外包存储的应用已经变得越来越普遍。现在,用户可以以相对较低的成本将大量数据存储在多台异地服务器上。越来越多的企业和普通消费者将自己的数据外包出去,并且希望得到安全保证,证明没有其他人更改或删除自己的数据,而且对文件的操作得到正确执行。有的外包存储系统也提供额外的服务,以确保数据的保密性和数据传输的完整性。但是,他们无法提供一个方案来解决存储数据和操作完整性的问题(此时的服务器也可能是攻击者),而这个问题恰恰是外包存储系统中一个十分重要的问题。因此,客户端需要设计自己的认证方案。现在虽然有很多的完整性检测方案,但是都有各自的适用范围,而完全是针对外包存储这个环境的几乎没有。外包存储这个环境,不仅是不可信的,而且是需要付费使用的。所以在进行存储外包时,不仅要考虑其安全性,还要顾及到经济性。所以,在对文件内容完整性进行检测时,不只是对整个文件计算一个哈希值,而是对文件进行分块,然后有状态的MAC树,这样方案就可以支持文件块的随机检测。同时,本方案除了对文件内容进行完整性检测之外,还要对文件操作是否正确执行进行检测,这样如果检测某个操作没有正确执行,也就不需要再对文件内容检测。本方案采用三方认证模型,即单独设立一个认证服务器,将大部分的认证数据存储在认证服务器上,这样可以减少可信存储空间的大小(也即对客户端的存储空间大小要求很小),客户端需要存储的数据只是很少的数值。此外,使用有状态的MAC树对文件内容做完整性检测,用跳跃列表对文件操作进行检测。计算时,使用Poly1305-AES作为报文认证码,极大地提高了计算效率。可信数据结构的维护由认证服务器上的软件来控制,而验证过程则由运行在可信环境中运行的软件来管理的(通常是客户端)。